Аппарат для фототерапии гипербилирубинемии

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ АППАРАТ ДЛЯ ФОТОТЕРАПИИ ГИПЕРБИЛИРУБИНЕМИИ(71) Заявители Государственное научное учреждение Институт физики им. Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси Государственное учреждение Республиканский научно-практический центр Мать и дитя Научно-производственный кооператив Люзар(72) Авторы Мостовникова Галина Ростиславовна Рябцев Андрей Борисович Вильчук Константин Устинович Мостовников Андрей Васильевич Леусенко Игорь Александрович Гиневич Валерий Валерьевич Мостовников Василий Андреевич Плавский Виталий Юльянович Гнедько Татьяна Васильевна Корнилова Татьяна Ивановна(73) Патентообладатели Государственное научное учреждение Институт физики им. Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси Государственное учреждение Республиканский научно-практический центр Мать и дитя Научно-производственный кооператив Люзар(57) Аппарат для фототерапии гипербилирубинемии, включающий светодиоды, спектр излучения которых расположен в области длинноволновой полосы спектра поглощения молекул билирубина, оптическое устройство для направления излучения на облучаемую поверхность и блок управления интенсивностью и временем излучения, отличающийся 29622006.08.30 тем, что он содержит светодиоды с максимумами спектров излучения при длинах волн 47410 нм и 50510 нм, расположенных на длинноволновом склоне полосы спектра поглощения молекул билирубина, оптическое устройство изготовлено из полимерного моноблока в виде прямоугольной усеченной бипризмы, на одной поверхности которой образованы равномерно распределенные выступы, имеющие форму усеченных конусов с углублениями, повторяющими контуры головок светодиодов, на дне каждого углубления образована фокусирующая линза, фокус которой совпадает со светящейся зоной светодиодов, а на другой поверхности бипризмы образован непрерывный ряд полуцилиндров, вогнутых внутрь бипризмы.(56) 1. А.К. с . ., . 27. - . 341, 1980. 2. В.К. Зубович, В.А. Мостовников, и др. // Здравоохранение Беларуси. 11.28.1993. 3. Лампа для новорожденных. , Полезная модель относится к медицине, а точнее к устройствам для фототерапевтического облучения пациентов, и может быть использована для лечения гипербилирубинемии(желтухи) у новорожденных. Аппарат основан на облучении тела ребенка оптическим излучением, разрушающим токсический пигмент - билирубин, превращая его в легко выводимый из организма люмирубин. Известны фототерапевтические аппараты, содержащие газоразрядные флуоресцентные лампы, излучающие в спектральной области поглощения билирубина (450-550 нм) 1. Недостатком аппаратов является их невысокая терапевтическая эффективность. Кроме того, в спектре излучения используемых ламп, а следовательно, и аппаратов присутствуют ультрафиолетовое или инфракрасное излучения, которые отрицательно действуют на организм новорожденного, создавая канцерогенное действие, эритему кожи и перегрев организма. Известны также фототерапевтические аппараты, содержащие аргоновый лазер 2, излучающий в спектральном диапазоне 476,5-514,5 нм, который соответствует длинноволновому склону полосы поглощения билирубина. Такой аппарат позволяет повысить эффективность лечения в результате сокращения в 3-5 раз длительности сеансов фототерапии за счет увеличения квантового выхода образования люмирубина и снизить отрицательные эффекты, присущие аппаратам с ламповыми источниками излучения. Существенными недостатками таких аппаратов являются их громоздкость, большая потребляемая мощность и высокая стоимость. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является аппарат 3 (прототип), содержащий светодиоды синего излучения, расположенного в области длинноволновой полосы спектра поглощения молекул билирубина, регулятор яркости светодиодов, устройство для направления излучения на облучаемую поверхность и блок управления. Светодиоды излучают в узкой полосе спектра с полушириной 25 нм с максимумом излучения при длине волны 462 нм. Аппарат создает на поверхности тела ребенка облученность в диапазоне 0,40,9 мвт/см 2. Применение высокоинтенсивных светодиодов, не требующих высоковольтного источника питания и имеющих большой ресурс работы без изменения спектрального состава излучения, позволяет использовать этот аппарат в медицинской практике. Существенным недостатком аппарата является невысокая терапевтическая эффективность, обусловленная неоптимальным выбором спектрального диапазона излучения, т.е. отсутствием в нем излучения, соответствующего длинноволновому склону спектра поглощения билирубина, с длиной волны 500 нм, которое при воздействии на билирубин 2 29622006.08.30 приводит к более эффективному образованию люмирубина, легко выводимого из организма, и, соответственно, быстрому уменьшению на теле ребенка избыточного билирубина. Задачей предлагаемой полезной модели является создание аппарата, обеспечивающего более эффективное лечение гипербилирубинемии у новорожденных за счет более интенсивного разрушения избыточного билирубина и образования люмирубина. Задача решается за счет того, что в аппарате, включающем светодиоды, спектр излучения которых расположен в области длинноволновой полосы спектра поглощения молекул билирубина, оптическое устройство для направления излучения на облучаемую поверхность и блок управления интенсивностью и временем излучения, содержатся светодиоды с максимумами спектров излучения при длинах волн 47410 нм и 50510 нм, расположенных на длинноволновом склоне полосы спектра поглощения молекул билирубина, оптическое устройство изготовлено из полимерного моноблока в виде прямоугольной усеченной бипризмы, на одной поверхности которой образованы равномерно распределенные выступы, имеющие форму усеченных конусов с углублениями, повторяющими контуры головок светодиодов, на дне каждого углубления образована фокусирующая линза, фокус которой совпадает со светящейся зоной светодиодов, а на другой поверхности бипризмы образован непрерывный ряд полуцилиндров, вогнутых внутрь бипризмы. Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре показано расположение основных элементов и блоков конструкции аппарата. Аппарат включает в себя корпус 1, светодиоды 2, оптическое устройство 3, блок 4, содержащий устройство для управления интенсивностью излучения и устройство для управления временем излучения светодиодов. Поверхность 5 имитирует облучаемое тело новорожденного. Оптическое устройство 3, имеющее форму усеченной бипризмы, содержит выступы 6 с углублениями, повторяющими контур головок светодиодов 2. На дне углублений образованы фокусирующие линзы (на фигуре не показаны), фокус которых совпадает со светящейся зоной светодиодов. На другой поверхности оптического устройства 3 образован ряд полуцилиндров 7, вогнутых внутрь бипризмы (на фигуре показаны условно). Они усиливают равномерность распределения излучения на облучаемой поверхности 5. Аппарат содержит также блок питания 8 и блок охлаждения светодиодов 9. В качестве источников излучения в аппарате используют сверхъяркие светодиоды с максимумом излучения при 474 нм, который соответствует середине длинноволнового склона полосы спектра поглощения молекул билирубина, и светодиоды с максимумом излучения при 505 нм, который соответствует краю длинноволнового склона полосы спектра поглощения молекул билирубина. Полуширина спектров излучения светодиодов составляет 25 нм. Результирующий спектральный диапазон излучения светодиодов соответствует длинноволновому склону спектра поглощения билирубина, практически не экранируется гемоглобином и находится в стороне от ультрафиолетового и инфракрасного спектральных диапазонов. Применение светодиодов с , отличающихся от используемых не более чем на 10 нм, не оказывает заметного влияния на фототерапевтический эффект аппарата. Оптическое устройство 3 формирует излучение от всех светодиодов в световой поток и направляет на облучаемую поверхность 5, создавая на ней световое пятно размером 200500 мм, с плотностью потока излучения 1 мвт/см 2. Выполнение оптического устройства 3 в виде прямоугольной усеченной бипризмы, в которой для каждого светодиода сформирована фокусирующая линза, а также выполнение в основании бипризмы непрерывного ряда полуцилиндров, вогнутых внутрь, позволило обеспечить необходимую равномерность распределения излучения на облучаемой поверхности. 3 29622006.08.30 Блок 4 позволяет изменять облученность поверхности на 40 от максимального значения. Устройство для управления временем излучения светодиодов - таймер, расположенный в блоке 4, программирует длительность фототерапии в диапазоне от 1 часа до 24 часов с шагом 1 час. Прекращение процедуры облучения сопровождается звуковым сигналом. Блок питания 8 обеспечивает работу аппарата от сети переменного тока напряжением 22022 В. Потребляемая электрическая мощность не более 150 Вт. Для охлаждения светодиодов используется радиатор 9, охлаждаемый потоком воздуха, сформированным вентилятором. Полезная модель работает следующим образом. Аппарат устанавливают на кювету(инкубатор) и включают в сеть. Включаются светодиоды 2. Оптическое устройство 3 формирует излучение от всех светодиодов в световой поток и направляет на облучаемую поверхность 5. С помощью блока 4 устанавливают необходимую облученность поверхности. В зависимости от степени заболевания новорожденного устанавливается время фототерапии с помощью таймера. Начался процесс лечения. В процессе фототерапии аппарат позволяет изменять облученность и время облучения. Оптимальный выбор спектрального диапазона излучения светодиодов 462-517 нм, соответствующий длинноволновому склону спектра поглощения билирубина, позволил увеличить квантовый выход образования люмирубина до 4-5. Предложенный фототерапевтический аппарат характеризуется высоким ресурсом работы (более 10000 часов), надежностью, безопасностью, экономичностью и удобством в работе. Таким образом, благодаря применению светодиодов двух типов с 474 нм и 505 нм, спектры излучения которых расположены на длинноволновом склоне спектра поглощения молекул билирубина, и оптического устройства в виде усеченной бипризмы, на одной поверхности которой сформированы углубления с фокусирующими линзами, в которые помещают головки светодиодов, а на другой поверхности - основании бипризмы - выполнен непрерывный ряд полуцилиндров, вогнутых внутрь бипризмы, удалось существенно повысить эффективность лечения гипербилирубинемии новорожденных за счет увеличения равномерности распределения излучения на поверхности тела новорожденного и увеличения наработки люмирубина, легко выводимого из организма. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4